Electron-Triggered Metamorphism in Viologen Based Self-Assembled Supramolecular Materials - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2020

Electron-Triggered Metamorphism in Viologen Based Self-Assembled Supramolecular Materials

Métamorphisme (supra)moléculaire induit par stimulation électrique de tectons à base de motifs 4,4’-bipyridium

Shagor Chowdhury
  • Fonction : Auteur
  • PersonId : 1210472
  • IdRef : 249974096

Résumé

The aim of this thesis is to develop new approaches toward “smart” redox-responsive molecular and/or supramolecular systems involving viologen units as key elements. In all cases, the metamorphic processes have been actuated by changing the redox state of the viologen units from their dicationic to cation radical states. The driving force of this reorganization is the non‐covalent and fully reversible dimerization process between the viologen cation radicals. The first part of the thesis describes the formation of supramolecular assemblies involving carefully designed poly-viologen based tectons and cucurbit[n]uril cavitands. The second part deals with the development of viologen-based redox-responsive molecular clips and tweezers with their detailed investigations of their molecular recognition and self-assembling properties. Finally, the last part describes another concept of redox-responsive assembly involving palladium and a ditopic viologen-ligand as building elements. The self-association between the metal ions and the ligands leads to the formation of coordination polymers/oligomers which can be dissociated by reduction of the viologen centers into well-defined discrete molecules.
L’objectif de mon travail de thèse était de développer de nouvelles approches vers des objets moléculaires et vers des assemblages supramoléculaires stimulables par transferts d’électrons. Au cours de ce travail, nous avons conçu, synthétisé et caractérisé de nombreux systèmes (supra)moléculaires dont la structure peut être bouleversée par le déclenchement de processus de π-dimérisation impliquant des radicaux π-conjugués électrogénérés à base de motifs 4,4’-bipyridiums, plus connu sous le nom de viologène. Le contrôle rédox des phénomènes d’auto-association est abordé dans un premier temps avec des tectons porphyriniques électroactivables capables de s’assembler, en présence de cucurbit[8]urile, sous l’effet d’une stimulation électrique centrée sur des substituants de type viologène. Nous avons notamment démontré que l’augmentation du nombre d’unités viologène sur un tecton donné permet de favoriser les phénomènes de réorganisation intramoléculaires impliqués dans les assemblages, une découverte qui ouvre de larges perspectives dans le domaine des assemblages commutables. Dans une seconde approche, nous avons développé des pinces et des clips moléculaires électro-activables susceptibles de former des matériaux auto-assemblés via l’établissement d’interactions supramoléculaires (type donneur/accepteur) entre des motifs auto-complémentaires introduits sur chaque tecton. Nos travaux ont permis de montrer l’influence de la taille et de la flexibilité de la plateforme organique choisie pour relier les motifs viologène sur les propriétés de reconnaissance et de dimérisation de ce type de molécule. Dans une dernière partie, nous décrivons la formation de polymères de coordination construits par assemblage d'un ligand ditopique à base de 4,4'-bipyridium avec du palladium, utilisé à la fois comme vecteur de la polymérisation et comme charnière inorganique favorisant la dimérisation intramoléculaire des formes réduites. Les résultats présentés révèlent que la formation de polymères / oligomères de coordination en solution peut être contrôlée par une stimulation électrique appropriée.
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Origine : Version validée par le jury (STAR)

Dates et versions

tel-03917513 , version 1 (02-01-2023)

Identifiants

  • HAL Id : tel-03917513 , version 1

Citer

Shagor Chowdhury. Electron-Triggered Metamorphism in Viologen Based Self-Assembled Supramolecular Materials. Coordination chemistry. Université de Lyon, 2020. English. ⟨NNT : 2020LYSEN051⟩. ⟨tel-03917513⟩
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